Nghiên cứu hệ thống CE OFDM STSK MIMO với cân bằng không gian thời gian STE trên các kênh sóng milimet

Bài viết Nghiên cứu hệ thống CE OFDM STSK MIMO với cân bằng không gian thời gian STE trên các kênh sóng milimet nghiên cứu các kỹ thuật MIMO kết hợp với khóa dịch không gian thời gian STSK và ghép kênh phân chia theo tần số trực giao đường bao hằng CE-OFDM trên các kênh sóng mm chọn lọc tần số.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hệ thống CE OFDM STSK MIMO với cân bằng không gian thời gian STE trên các kênh sóng milimet 46 Đào Minh Hưng, Nguyễn Đỗ Dũng NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CE OFDM STSK MIMO VỚI CÂN BẰNG KHÔNG GIAN THỜI GIAN STE TRÊN CÁC KÊNH SÓNG MILIMET STUDYING CE OFDM STSK MIMO SYSTEMS WITH SPACE TIME EQUALIZER STE OVER MILIMETER-WAVE CHANNELS Đào Minh Hưng, Nguyễn Đỗ Dũng Trường Đại học Quy Nhơn; daominhhung.tvc@gmail.com, nguyendodung1985@gmail.com Tóm tắt - Kênh sóng mm là giải pháp lựa chọn cho các hệ thống Abstract - Millimeter-wave channels are the solution chosen for 5G. Một trong những thách thức đáng chú ý được xem xét lớp vật 5G systems. One of the notable challenges considered in the lý (PHY) để triển khai các hệ thống truyền dẫn trên lớp này là sự physical layer (PHY) for implementing these transmission systems đánh đổi hiệu quả giữa nguồn năng lượng và phổ tần thông qua is the trade-off between energy source and spectrum through the việc sử dụng các kỹ thuật đa sóng MIMO tiên tiến. Trong bài báo use of advanced MIMO techniques. In this paper, we study MIMO này, chúng tôi nghiên cứu các kỹ thuật MIMO kết hợp với khóa techniques in combination with space time shift keying STSK and dịch không gian thời gian STSK và ghép kênh phân chia theo tần constant-frequency division multiplexing CE-OFDM over- số trực giao đường bao hằng CE-OFDM trên các kênh sóng mm frequency-selective mm Wave channels. The space time equalizer chọn lọc tần số. Bộ cân bằng không gian thời gian STE được đề STE is recommended for use in receiver but warrants the system xuất sử dụng trong máy thu nhưng vẫn đảm bảo độ phức tạp của complexity as low as possible. The simulation results show that the hệ thống càng thấp càng tốt. Các kết quả mô phỏng đã chứng tỏ CE-OFDM STSK MIMO system with STE equalizer considering the hệ thống CE-OFDM STSK MIMO với bộ cân bằng STE có xét đến nonlinear high frequency amplifier achieves superior performance bộ khuếch đại cao tần phi tuyến đạt được hiệu năng và hiệu quả and spectral efficiency for millimeter-wave communications. phổ vượt trội cho truyền thông sóng milimet. Từ khóa - STE; CE-OFDM; OFDM STSK; OFDM STSK MIMO; Key words - STE; CE-OFDM; OFDM STSK; OFDM STSK MIMO; mm-wave Millimeter-wave 1. Đặt vấn đề thống. Ngược lại, ghép kênh không gian SMUX (Spatial Trong một hệ thống thông tin không dây băng rộng di Multiplexing) có khả năng cung cấp độ lợi ghép kênh động luôn tồn tại nhiễu liên ký hiệu ISI (InterSymbol không gian tốt hơn nhưng phân tập không gian kém giống Interference) và nhiễu đồng kênh CCI (CoChannel như VBLAST [2]. Các nghiên cứu gần đây, tập trung vào Interference), bộ xử lý tín hiệu chỉ bằng không gian hoặc một ứng dụng rất hiệu quả cho kỹ thuật MIMO-OFDM thời gian không thể triệt cả hai cùng lúc do giới hạn cơ bản bằng khóa dịch không gian thời gian STSK (Space Time của chúng nên hiệu năng hệ thống thấp. Ngoài ra, hệ thống Shift Keying) đã được đề xuất bởi Kadir, Sugiura, Chen với chỉ xử lý không gian hoặc thời gian cũng không thể tận and Hanzo trong [3]. STSK là kỹ thuật mã hóa không gian dụng hiệu quả băng tần của kênh truyền. Kết quả là không thời gian dựa vào sự lựa chọn kích hoạt ma trận phân tán đáp ứng được chất lượng và dung lượng theo nhu cầu người DM (Dispersion Matrix) từ tập ma trận không gian thời sử dụng. Sự kết hợp xử lý không gian và thời gian có thể gian trực giao. STSK có thể đạt được hiệu quả từ sự dung khai thác đồng thời trên miền không gian và thời gian, cho hòa giữa kỹ thuật phân tập và kỹ thuật ghép trong MIMO phép ngăn chặn cả nhiễu liên ký hiệu và nhiễu đồng kênh. mà có thể ngăn chặn nhiễu xuyên kênh ICI (Inter-Channel Sự kết hợp xử lý này được biết đến với tên gọi mã hóa Interference) và không cần số lượng lớn anten. Đặc tính không gian thời gian STC (Space Time Code). Mã hóa này của STSK là sự phát huy ưu điểm của kỹ thuật mã hóa không gian thời gian STC đa đầu vào đa đầu ra MIMO không gian thời gian mà cụ thể là ghép không gian SMUX (Multiple-Input Multiple-Output) kết hợp ghép kênh phân [2] và điều chế không gian SM [4]. Ngoài ra, STSK kết hợp chia tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency OFDM cho phép khai thác hiệu quả đặc tính phân tập trong Division Multiplexing) thực sự đã mở đường mạnh mẽ cho miền thời gian tần số và miền không gian ở mức cao, linh phép tăng cao chất lượng và dung lượng trong các hệ thống động. Nghiên cứu trong [5], STSK ứng dụng trên backhaul thông tin hoạt động trên các băng con 6GHz [1] ở các chuẩn tế bào nhỏ (small-cell backhaul) sóng mm cho thấy, hiệu 4G. STC có một số cách tiếp cận cấu trúc mã hóa như: Mã năng STSK hiệu quả hơn so với SM và SMUX. hóa không gian thời gian STC của Alamouti, mã hóa khối Trong hệ thống 5G, việc lựa chọn dạng sóng chủ yếu không gian thời gian STBC (Space Time Block Coding), dựa theo tiêu chí hiệu suất phổ, mặc dù vẫn dựa trên các mã hóa lưới không gian thời gian STTC (Space Time nguyên tắc và cảm hứng từ OFDM, nhưng cần phải chú ý Trellis Coding), mã hóa khối không gian thời gian vi sai đến nhược điểm của nó về tỷ lệ công suất đỉnh trên trung DSTBC (Differential Space TimeBlock Coding)... Tất cả bình PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) cao trong điều những cách tiếp cận dẫn đến các nghiên cứu khác nhau để ...